JPS6375222A - マンホ−ル用角型鉄蓋 - Google Patents
マンホ−ル用角型鉄蓋Info
- Publication number
- JPS6375222A JPS6375222A JP61217276A JP21727686A JPS6375222A JP S6375222 A JPS6375222 A JP S6375222A JP 61217276 A JP61217276 A JP 61217276A JP 21727686 A JP21727686 A JP 21727686A JP S6375222 A JPS6375222 A JP S6375222A
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- manhole
- center
- stress
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、マンホール用角型鉄蓋に関するものである。
従来、マンホール用角蓋の形状２寸法は、弾性解析によ
る近似解法、或いは十文字梁等の簡略化したモデルの数
値計算結果を基にその強度を算定し、決定していた。
る近似解法、或いは十文字梁等の簡略化したモデルの数
値計算結果を基にその強度を算定し、決定していた。
第８図は、従来のマンホール角蓋の形状を示す模式図で
、（ａ）は２分割角蓋の１７２モデルの底面図、（ｂ）
は（ａ）ノＸ−Ｘ’断面図、（ｃ）ハ（ａｌｃ７）Ｙ−
ｙ’断面図である。図に示すように、蓋板１の下面には
縦方向及び横方向にリブＡ、リブＢが、マンホ−ル枠と
接触する周縁にはリブＣが、更に又もう一方の金蓋と接
する中央部にはリブＤが設けられている。これ等蓋板１
、リブＡ−Ｄの形状寸法の決定方法は、金蓋に対して最
も苛酷な条件となる中央部の集中荷重を基準とする。即
ち、第８図に示すように、リブＤの中央部の一定範囲に
わたり、荷重Ｐが加わった場合のリブＤ及びリブＢにか
−る荷重応力に合せてリブＤ及びリブＢの厚さ、及び高
さを定め、次に、枠に対応させてリブＣの形状、寸法、
高さを定め、リブＣとリブＤ及びリブＢとの高さの差を
直線で結び、この直線に合せてリブＢ１リブＤ１リブＡ
の高さを漸減させたものとなっている。
、（ａ）は２分割角蓋の１７２モデルの底面図、（ｂ）
は（ａ）ノＸ−Ｘ’断面図、（ｃ）ハ（ａｌｃ７）Ｙ−
ｙ’断面図である。図に示すように、蓋板１の下面には
縦方向及び横方向にリブＡ、リブＢが、マンホ−ル枠と
接触する周縁にはリブＣが、更に又もう一方の金蓋と接
する中央部にはリブＤが設けられている。これ等蓋板１
、リブＡ−Ｄの形状寸法の決定方法は、金蓋に対して最
も苛酷な条件となる中央部の集中荷重を基準とする。即
ち、第８図に示すように、リブＤの中央部の一定範囲に
わたり、荷重Ｐが加わった場合のリブＤ及びリブＢにか
−る荷重応力に合せてリブＤ及びリブＢの厚さ、及び高
さを定め、次に、枠に対応させてリブＣの形状、寸法、
高さを定め、リブＣとリブＤ及びリブＢとの高さの差を
直線で結び、この直線に合せてリブＢ１リブＤ１リブＡ
の高さを漸減させたものとなっている。
次に、第９図はとの金蓋１のリブＤの側面の応力分布を
示す等応力線図である。図において、２は等応力曲線、
Ｐは第８図（ａ） 、 （ｂ）に示すようにマンホール
の中心部の一定面積に加わった荷重である。第９図に示
されるように、マンホールの中心部に加わった荷重Ｐに
よってリブ０面に発生する最大応力の位置Ｅは、蓋の中
央でなく中央を外れたリブＢの付近になっている。又リ
ブＤにあられれた等応力線２を見て明らかなように、リ
ブＤの蓋板１側の等応力線２が粗であるに比べ、蓋板１
の逆側は等応力線２が密となっており、リブＤの高さ方
向の応力分布状態が不均一である。
示す等応力線図である。図において、２は等応力曲線、
Ｐは第８図（ａ） 、 （ｂ）に示すようにマンホール
の中心部の一定面積に加わった荷重である。第９図に示
されるように、マンホールの中心部に加わった荷重Ｐに
よってリブ０面に発生する最大応力の位置Ｅは、蓋の中
央でなく中央を外れたリブＢの付近になっている。又リ
ブＤにあられれた等応力線２を見て明らかなように、リ
ブＤの蓋板１側の等応力線２が粗であるに比べ、蓋板１
の逆側は等応力線２が密となっており、リブＤの高さ方
向の応力分布状態が不均一である。
従来のような近似解法、モデルの強度算定等によって設
計された角型マンホール蓋は、蓋板、リブの形状２寸法
が適正でないため、次のような問題があった。
計された角型マンホール蓋は、蓋板、リブの形状２寸法
が適正でないため、次のような問題があった。
（１）必要以上に強度を有する板厚となっている。
（２）重量が大きいので作業性が悪い。
（３）リブ形状が不適切なため、発生応力、たわみ量が
大きい。
大きい。
（４）最大応力発生位置が蓋中央載荷位置でなく、又応
力分布が不均一となる。
力分布が不均一となる。
本発明はこのような問題を解決するためになされたもの
で、マンホール含着のリブの肉厚及び高さを中央部より
周縁部にかけて漸減するようにしたマンホール含着を提
供する。
で、マンホール含着のリブの肉厚及び高さを中央部より
周縁部にかけて漸減するようにしたマンホール含着を提
供する。
マンホール角Ｈの使用条件によってマンホール含着の各
部位に生ずる応力、変位を細かく解析し、これに対応さ
せてリブの形状、寸法、肉厚を、金蓋の中央部から周縁
部にかけて必要かつ十分に漸減することにより、重量削
減、均一応力分布とすることが出来る。
部位に生ずる応力、変位を細かく解析し、これに対応さ
せてリブの形状、寸法、肉厚を、金蓋の中央部から周縁
部にかけて必要かつ十分に漸減することにより、重量削
減、均一応力分布とすることが出来る。
先づ本実施例のマンホール含着の備えるべき目標条件を
求める。
求める。
（１）応力σ
道路橋示方書によるＴ−２０荷重に対応するマンホール
含着の受ける荷重Ｐは本来の静荷重８ｔｏｎであるが、
これに衝撃係数１．５をかけると１２ ｔｏｎとなる。
含着の受ける荷重Ｐは本来の静荷重８ｔｏｎであるが、
これに衝撃係数１．５をかけると１２ ｔｏｎとなる。
これを基準として応力σを求めると、Ｐ＝１２ｔｏｎに
おいて −ｅ、ｕ≦σ≦Ｔ 但しσＵ：使用材料の引張強さ Ｎ ・安全率 （２）変位Ｕ Ｐ＝１２ｔｏｎにおいて、 １ｍ Ｕ≦Ｕ「 （道路橋示方言による） 但しｌａ＋リブＢ方向の長さ く３）肉厚Ｔ Ｔ≧８ｍ＋ａ（道路橋示方書による） （４）重量Ｗ Ｗ≦１３０ｋｇ（本実施例の場合） 次に第１図に示すようにマンホール含着の蓋板１、リブ
Ａ、リブＢ、リブＣ，リブＤの各部材を夫々小さい要素
ｎに分割し、有限要素法を用いて各部材のその時の形状
２寸法による応力σ、変位Ｕ、重量Ｗを計算し、設定さ
れた目標条件と照合して、各部材の形状２寸法を変化さ
せながら徐々に目標条件に近づけ、前記４条件に適合す
る形状。
おいて −ｅ、ｕ≦σ≦Ｔ 但しσＵ：使用材料の引張強さ Ｎ ・安全率 （２）変位Ｕ Ｐ＝１２ｔｏｎにおいて、 １ｍ Ｕ≦Ｕ「 （道路橋示方言による） 但しｌａ＋リブＢ方向の長さ く３）肉厚Ｔ Ｔ≧８ｍ＋ａ（道路橋示方書による） （４）重量Ｗ Ｗ≦１３０ｋｇ（本実施例の場合） 次に第１図に示すようにマンホール含着の蓋板１、リブ
Ａ、リブＢ、リブＣ，リブＤの各部材を夫々小さい要素
ｎに分割し、有限要素法を用いて各部材のその時の形状
２寸法による応力σ、変位Ｕ、重量Ｗを計算し、設定さ
れた目標条件と照合して、各部材の形状２寸法を変化さ
せながら徐々に目標条件に近づけ、前記４条件に適合す
る形状。
寸法を決定する。即ち、第２図のフローチャートに示す
ように、先づリブＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの厚さＴを同一として
「リブ高さ選定」３を行い、ついで有限要素法によって
応力σ、変位Ｕ２重量Ｗの「解析条件」４を算出し、前
記の目標条件と照合してＮＯの場合はリブの高さを変更
する。このように「解析条件」４の算定を繰り返しなが
ら徐々に改良して適正なリブの高さが選定される。「リ
ブ高さ選定」３がＹｅｓとなった後は、「蓋板及びリブ
厚選定」５を行う。この時は先に選定されたリブ高さに
配設された夫々のリブの厚さＴを変化させて、前記と同
様に「解析条件」６を算定し、４つの目標条件と対比さ
せながらリブ厚さＴを可能な限り薄肉とする。更に有限
要素法によって得られろ「応力分布」７によって応力分
布が均一となるように、蓋板１及び夫々のリブの板厚Ｔ
の調整を行う。このようにして各部材の「形状、決定」
８がなされた後、「荷重位置選定」９を行う。
ように、先づリブＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの厚さＴを同一として
「リブ高さ選定」３を行い、ついで有限要素法によって
応力σ、変位Ｕ２重量Ｗの「解析条件」４を算出し、前
記の目標条件と照合してＮＯの場合はリブの高さを変更
する。このように「解析条件」４の算定を繰り返しなが
ら徐々に改良して適正なリブの高さが選定される。「リ
ブ高さ選定」３がＹｅｓとなった後は、「蓋板及びリブ
厚選定」５を行う。この時は先に選定されたリブ高さに
配設された夫々のリブの厚さＴを変化させて、前記と同
様に「解析条件」６を算定し、４つの目標条件と対比さ
せながらリブ厚さＴを可能な限り薄肉とする。更に有限
要素法によって得られろ「応力分布」７によって応力分
布が均一となるように、蓋板１及び夫々のリブの板厚Ｔ
の調整を行う。このようにして各部材の「形状、決定」
８がなされた後、「荷重位置選定」９を行う。
「荷重位置選定」９は第３図（１）〜（１２）に示すよ
うにマンホール角蓋上に加わる荷重Ｐの位置を変化させ
て、各状態における応力σ、変位Ｕを算出し、これによ
って得られた「解析条件」１０を目標条件と照合し、形
状２寸法に対して最終的ＦＪ整をする。
うにマンホール角蓋上に加わる荷重Ｐの位置を変化させ
て、各状態における応力σ、変位Ｕを算出し、これによ
って得られた「解析条件」１０を目標条件と照合し、形
状２寸法に対して最終的ＦＪ整をする。
次に本解析方法によって試作したマンホール金蓋につい
て、説明する。第４図はマンホール含着１／４モデルを
裏面から見た図であり、中央の位置に下から上に向けて
荷重Ｐがかけられている。第５図はこの状態の中央荷重
時の変形図で各部材の要素ｎの分割線ｅが変形によって
点線ｌ′となっている状態が示されている。
て、説明する。第４図はマンホール含着１／４モデルを
裏面から見た図であり、中央の位置に下から上に向けて
荷重Ｐがかけられている。第５図はこの状態の中央荷重
時の変形図で各部材の要素ｎの分割線ｅが変形によって
点線ｌ′となっている状態が示されている。
第６図は第４図に示されるリブＤの面上の等応力線図で
ある。図に示すように、等応力線２は第１０図の従来例
よりも均一な分布を示しており、その最大応力発生位置
Ｅは従来例よりも中央に近くなっており、はぼ正常な状
態である。
ある。図に示すように、等応力線２は第１０図の従来例
よりも均一な分布を示しており、その最大応力発生位置
Ｅは従来例よりも中央に近くなっており、はぼ正常な状
態である。
次に、第７図は本解析方法のマンホール用含着への応用
例を示すものである。図に示すように、金蓋マンホール
の対称軸Ａ−Ａ’（長軸方向）。
例を示すものである。図に示すように、金蓋マンホール
の対称軸Ａ−Ａ’（長軸方向）。
Ｂ−Ｂ’（短軸方向）を設定し、蓋板１の幅をそれぞれ
２ｅλ、２１ｂとする。次に対称軸Ａ−Ａ’に直交する
リブを中央から外周縁にかけてＲＡ。、ＲＡ、。
２ｅλ、２１ｂとする。次に対称軸Ａ−Ａ’に直交する
リブを中央から外周縁にかけてＲＡ。、ＲＡ、。
ＲＡ、・・・・・・・、とし、又対称軸Ｂ−Ｂ’に直交
するリブを同様にＲＢｏ、ＲＢｌ、ＲＩｌｚ＋ ・と
する。更に、リブ板Ｒ人。、Ｒ人！＋Ｒ人２・−・・、
及びＲＢｏ、ＲＢ＋、ＲＪ、・・・・の板厚をそれぞれ
Ｔ人ｏ、７人１ｚＴ＾２．・・・・・・及びＴ９０７Ｔ
ＱＩ＋ＴＢＮｒ・・・・とする。更に又中央部リブ高さ
をに６＋端部リブ高さをり、とする。
するリブを同様にＲＢｏ、ＲＢｌ、ＲＩｌｚ＋ ・と
する。更に、リブ板Ｒ人。、Ｒ人！＋Ｒ人２・−・・、
及びＲＢｏ、ＲＢ＋、ＲＪ、・・・・の板厚をそれぞれ
Ｔ人ｏ、７人１ｚＴ＾２．・・・・・・及びＴ９０７Ｔ
ＱＩ＋ＴＢＮｒ・・・・とする。更に又中央部リブ高さ
をに６＋端部リブ高さをり、とする。
このように各部の寸法符号を定めて、マンホール用含着
に適用して前記の解析方法を反復した結果、リブの肉厚
は下記数式により最適な、数値が得られることが分った
。
に適用して前記の解析方法を反復した結果、リブの肉厚
は下記数式により最適な、数値が得られることが分った
。
ＴＡｉ＝Ｔ＾。（１−ａ−ｆｖ ） 。
Ｔｎｉ ＝ Ｔ！ｌｏ （１−β−ｔ「）但し０＜α≦
０．４５．Ｏ（β≦０．６７゜ｉ −１，２，３，・ 〔発明の効果〕 有限要素法によるマンホール金蓋の形状寸法の最適化解
析を行って、製作されたマンホール金蓋を同、−場所に
使用された従来型のマンホール金蓋と比較した場合、次
のような効果が得られた。
０．４５．Ｏ（β≦０．６７゜ｉ −１，２，３，・ 〔発明の効果〕 有限要素法によるマンホール金蓋の形状寸法の最適化解
析を行って、製作されたマンホール金蓋を同、−場所に
使用された従来型のマンホール金蓋と比較した場合、次
のような効果が得られた。
（１）従来型に比較して蓋板、リブの肉厚が減少し、か
っリブ肉厚は中央部が厚く端に近い程薄くなり、リブ高
さは従来型より高くなったが、蓋重量は従来型の７０％
に減少した。
っリブ肉厚は中央部が厚く端に近い程薄くなり、リブ高
さは従来型より高くなったが、蓋重量は従来型の７０％
に減少した。
（２）従来型に比較して、規定荷重条件下の変形量、発
生応力がほぼ１／２に減少した。
生応力がほぼ１／２に減少した。
（３）蓋重量が減少したため操作が容易となり作業性が
向上した。
向上した。
第１図は本発明の一実施例によるマンホール蓋の要素分
割図、第２図は最適化フローチャー１・、第３図（１）
〜（１２）は荷重位置図、第４図は解析に用いた載荷位
置の斜視図、第５図は変形図、第６図は改良後の等応力
線図、第７図は本発明の応用例を示す符号説明図で、（
ａ）は底面図、（ｂ）は側面図、（ｅ）は正面図、第８
図は従来型角型マンホールの模式図で、（ａ）は底面図
、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ ’断面図、（ｅ）は（ａ）
のＹ−Ｙ’断面図、第９図は従来型金蓋の等応力線図で
ある。 １：蓋板、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ： リブ、２：等応力線、
ｎ：要素、Ｅ：最大応力発生位置、Ｐ：荷重。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第３図 （３） （６） （９） （＋
２）第４図 第５図 第６図 第 ７ 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） ４、。−−−−−−−−−−−−−−−、−−−−−−
−、、ｈ。
割図、第２図は最適化フローチャー１・、第３図（１）
〜（１２）は荷重位置図、第４図は解析に用いた載荷位
置の斜視図、第５図は変形図、第６図は改良後の等応力
線図、第７図は本発明の応用例を示す符号説明図で、（
ａ）は底面図、（ｂ）は側面図、（ｅ）は正面図、第８
図は従来型角型マンホールの模式図で、（ａ）は底面図
、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ ’断面図、（ｅ）は（ａ）
のＹ−Ｙ’断面図、第９図は従来型金蓋の等応力線図で
ある。 １：蓋板、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ： リブ、２：等応力線、
ｎ：要素、Ｅ：最大応力発生位置、Ｐ：荷重。 代理人 弁理士 佐 藤 正 年 第３図 （３） （６） （９） （＋
２）第４図 第５図 第６図 第 ７ 図 （ａ） （ｂ） （Ｃ） ４、。−−−−−−−−−−−−−−−、−−−−−−
−、、ｈ。
Claims (2)
- （１）マンホール用角型鉄蓋のリブの肉厚及び高さを中
央部より周縁部にかけて漸減することを特徴とするマン
ホール用角型鉄蓋。 - （２）リブの肉厚を下記数式により漸減することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のマンホール用角型鉄
蓋。 Ｔ＿Ａ＿ｉ＝Ｔ＿Ａ＿ｏ（１−α［ｘ／ｌａ］）、 Ｔ＿Ｂ＿ｉ＝Ｔ＿Ｂ＿ｏ（１−β［ｙ／ｌａ］） 但し、０＜α≦０．４５・０＜β≦０．６７ Ｔ：リブ肉厚 Ａ：横方向 Ｂ：縦方向 ｏ：中央リブ ｉ：中央リブからｉ番目のリブ ｘ：中央からの縦方向距り ｙ：中央からの横方向距り ｌａ：蓋の中央からの幅 ｌｂ：蓋の中央からの長さ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61217276A JPH0686739B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | マンホ−ル用角型鉄蓋 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61217276A JPH0686739B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | マンホ−ル用角型鉄蓋 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6375222A true JPS6375222A (ja) | 1988-04-05 |
| JPH0686739B2 JPH0686739B2 (ja) | 1994-11-02 |
Family
ID=16701599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61217276A Expired - Lifetime JPH0686739B2 (ja) | 1986-09-17 | 1986-09-17 | マンホ−ル用角型鉄蓋 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686739B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0724798U (ja) * | 1993-10-04 | 1995-05-12 | 喜嗣 平野 | 角型鋳鉄蓋 |
| JP2001348900A (ja) * | 2000-06-02 | 2001-12-21 | Asahi Tec Corp | 地下構造物用蓋 |
| JP2002348895A (ja) * | 2001-05-23 | 2002-12-04 | Asahi Tec Corp | 地下構造物用蓋 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002371578A (ja) * | 2001-06-15 | 2002-12-26 | Asahi Tec Corp | 地下構造物用蓋の補強リブパターン選択方法及び選択装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60115954U (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-06 | 西武機材株式会社 | マンホ−ルなどの蓋体 |
-
1986
- 1986-09-17 JP JP61217276A patent/JPH0686739B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60115954U (ja) * | 1984-01-11 | 1985-08-06 | 西武機材株式会社 | マンホ−ルなどの蓋体 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0724798U (ja) * | 1993-10-04 | 1995-05-12 | 喜嗣 平野 | 角型鋳鉄蓋 |
| JP2001348900A (ja) * | 2000-06-02 | 2001-12-21 | Asahi Tec Corp | 地下構造物用蓋 |
| JP2002348895A (ja) * | 2001-05-23 | 2002-12-04 | Asahi Tec Corp | 地下構造物用蓋 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0686739B2 (ja) | 1994-11-02 |
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